Estudios de remoción de Cr (VI) por poli (4-vinilpiridina) N-ALQUIL cuaternizada en presencia de As (V)

Abstract

El Cromo hexavalente es conocido por su carácter cancerígeno y alta toxicidad, el cual es liberado al medioambiente por procesos industriales, tales como la electrodeposición y curtido de cueros, produciendo la contaminación de recursos hídricos y suelos. Es por esto que se hace imprescindible disponer de una tecnología capaz de remover este metal de los residuos industriales líquidos que Io contengan. Una de las metodologías que actualmente se utiliza es el uso de resinas de intercambio iónico. Las resinas de intercambio son matrices poliméricas cargadas positivamente o negativamente. siendo capaces de remover y extraer selectivamente el metal de interés. El uso de esta metodología presenta la posibilidad de extraero separa¡ y recuperar selectivamente, dependiendo de la resina que se utilice, los metales presentes en soluciones acuosas. En este Seminario de TÍtulo se estudió la remoción de Cr (VI) en estado de cromato y dicromato desde soluciones acuosas utilizando una. matriz polimérica con carga positiva, preparada mediante cuaternización de poli(4-vinilpiridina) con bromuro de octilo. Se realizaron estudios del efecto de pH de la solución metálica, efecto del tiempo de agitación y efecto de la concentración de Cr (VI) obteniendo como resultados las condiciones óptimas de remoción de Cr (VI). Con estas condiciones óptimas se realizaron estudios para obtener parámetros de adsorción, cinéticas de adsorción y parámetros termodinámicos de Ia remoción de Cr (VI) obteniéndose la capacidad máxima de remoción de Cr (VI) de 72 mg g-r a partir de la aplicación del modelo de Langmuir, el cual tuvo el mayor factor de correlación. Por otro lado, los resultados cinéticos obtenidos tanto para la remoción de Cr (VI) muestran una alta velocidad de rémoción de Cr (VI) bajo las condiciones estudiadas, donde se alcanzó el equilibrio de extracción durante los primeros quince minutos del experimento y por último se encontró que el proceso de remoción de Cr (VI) por poli(4-vinilpiridina) cuatemizada es exotérmico y espontáneo. tx' A soluciones de Cr (Vl) de distintas concentraciones se adicionó la misma cantidad de solución de As (V) como especie aniónica arseniato y se analizó la concentración de Cr (VI) removido. Se obtuvo que la remoción de Cr (Vl) disminuyó en todo el rango de concentraciones estudiado en comparación con la remoción de Cr (VI) en ausencia de As (V). Esta menor remoción influye en la disminución de los parámetros de adsorción. Para obtener resultados similares a los obtenidos en ausencia de As (V) se tuvo que aumentar la masa de poli(4-vinilpiridina) cuatemizada de 0,05 a 0,15 g para obiener resultados parecidos de remoción de Cr (VI) en ausencia de As (V)' Los resultados de capacidad máxima de remoción de Cr (VI) nos indican que'a pesar de la disminución de la remoción de Cr (VI) por la competencia de As (V) por los sitios de unión, es factible la aplicación de la matriz potimérica como adsorbente de metales desde soluciones líquidas debido a que la capacidad de remoción máxima y el tiempo de agitación para alcanzar el,máximo de remoción en comparación con otros adsorbentes sigue siendo mayor y menor respectivamente.

The hexavalent Chrome is known for its carcinogenic character and high toxicity, it is substance which is liberated to the envifonment by industrial procedures such as electrodeposition and leathcr tanning, thus producing contamination of hydric resources and soils. For this reason, it is indispensable to have an available technology, capable to remove this metal from the industrial liquid residues containing it. One ofthe methodologies currently in practise for this purpose is the use of ionic interchange resins. The interchange resins are polymeric matrixes positively or negatively charged, being able to selectively remove and extract the required metal. The use of this methodology allows the possibility of selectively extracting, separating and recovering the metals that are present in w-ater solutions. In this Title Seminary a study has been developed in relation with the removal of Cr (VI) in chromate and dichromate state from water solutions. using a positive charge polymeric matrix prepared by cuatemization of poli(4-vinylpyridine) with octyl bromide. studies were carried out about the effect of the pH of the metallic solution, the effect of the agitation period and the effect of the Cr (VI) concentration, thus obtaining as results the optimum conditions for Cr (VI) removal. With these optimal conditions, studies were performed to obtain the adsorption parameters, the adsorption kinetics and the thermodynamic parameters of the Cr(VI) removal, thus obtaining the maximal remotion capacity of Cr (VI) of 72 mg g-1 based upon the application ofthe Langmuir model, which had the higher correlation factor. Furthermore, the kinetic results obtained about the the removal of Cr (VI), present a high velocity of Cr (VI) removal under the studied conditions, reaching the extraction equilibrium during the first ñfteen minutes ofthe experiment, and finally it was found that the Cr (VI) renroval process with poli(4-vinilpyridine) quatemized was exothermic and spontaneous. Solutions of Cr (VI) of different concentrations were added up, with the same quantity ofAs (V) solution with arséniate as anionic class, and the concentration de Cr xt (VI) removed was analysed. The results obtained showed that the Cr (IV) removal was reduced in all the range of concentrations studied in comparison with the removal of Cr (VI) in As (V) absence. This minor remotion has an influence in the reduction of the adsorption parameters. To obtain similar results to those obtained in absence of As (V) the increase of poli(4-vinilpyridine) quaternized mass from 0,05 a 0,15 g was required to obtain similar remotion results of Cr (Vl) in absence of As (V). The results obtained for maximum removal capacity of Cr (VI) indicate that in spite of the diminished removal of Cr(VI) due to the competency of As (V) for the union sites, it is possible to apply the polymeric matrix as metal adsorbents from.liquid solutions, due to the fact that the maximum removal capacity and the period ofagitation to achieve the maximum of removal in comparison with other adsorbents, still remains correspondingly higher and lower.